中学化学数字化探究实验室建设方案 配置清单10套(教师1套，学生9套，6人/组，54人) 序号 名称 规格与性能要求 单位 数量 一基础设备 1 教师演示台 1、规格：2400mm×700mm×900mm、 张 1 2 学生实验台 1、六边形，桌面配电 张 9 3 学生凳 与学生实验台配套 个 54 4 计算机 PC电脑 台 10 二、实验仪器 1 数字化实验考试系统 中学化学实验操作考试系统与数字化实验系统配套。系统基于C/S结构，适用于WinXP、Win2000、Win7等操作系统,分为数据库服务器端、教师管理端和学生考试端。系统主要包括***管理、教师信息管理、***资源管理 套 1 2 传感器蓝牙模块 可插入任何传感器模块,将测量数据通过蓝牙传入计算机，实现实时无线实验。 套 10 3 数据*** 数据***与计算机之间、数据***与传感器之间均采用USB接口，四通道传感器接口，即插即用。 套 10 4 分析处理软件 1．自动生成实验报告，方便学生编辑和提交实验报告，包括实验数据和图像等。 2．实验数据和图像分别可以保存，自动生成实验课件，支持课件的回放。 3．图像点对应数据点可以实现闪动，便于观察。 4．可同时保存在同一次实验过程中因改变不同实验条件而产生的多张数据表格和多个实验图象，便于比较。 5．软件分为专用软件和通用软件，专用软件操作简捷，***突出，直观性强，通用软件功能强大，适合探究式学习，支持教师和学生自主搭建实验，鼓励学生动手实践，支持多传感器组合实验。 6．多种形式实验结果——窗口可切换为数字、指针和波形等模式显示； 7、同一传感器可以波形-数字、波形-仪表、波形-波形等同步组合多模显示，大大方提高了实验现象的观察效果。可同时显示接入的多种变量，也可将某一变量放大单一显示。可对任一接入的变量实现数据、表格、图像的并行或单一显示。 8、任何一种传感器可自动在组合图线和计算表格中生成变量，方便数据的采集、导入以及其他处理。 ９、数据记录：数据以自动记录、点击记录、外部调入等方式导入表格，传感器对应的变量在表格中自动生成。 10、可将数据导入到EXCEL表格等软件进行其他处理，也可直接将数据保存，方便下次调用。可以在计算表格中可直接新建文档，不必关闭软件。 11、公式及变量：可通过运算编辑窗口将公式手动输入或从公式库输入到表格并自动生成***的记录单元；变量可手动输入或自动生成，可输入变量和恒量；可自行编辑公式保存到模板，方便下次调用。 12、数据计算： 支持常规四则运算，支持对数、指数、三角函数、反三角函数等运算。 13、坐标绘图——可自动生成二维平面坐标系，根据实验需要可自定义X轴和Y轴变量，可在标系中绘出变量-时间、变量-变量等实验图像，亦可在同一坐标系内重复绘制多组实验图像以方便比较。 14、图线处理——基本功能：图像可整体放大、缩小，也可单轴拉伸、压缩、平移，可选择单一图线进行综合处理，任何一条图线均可被锁定-***、隐藏-显示，实验数据可单点显示，也可图线显示，也可图线-单点组合显示，也可以脚标方式实时显示数据点坐标值。可对图像以X轴镜像显示，也可暂态显示，可调图线的线型，可整体移动图像，也可框选并直接显示框选范围在X轴和Y轴的截距。 15、可整体***实验界面道图像编辑器、可将实验界面直接保存为图像。 16、对光电门的多种记录模式实现软件控制（硬件中内置的可实现硬件控制）。 17、可打印和保存实验数据、实验图像； 18、操作功能按钮集中在“控制面板”，为老师熟悉软件提供方便，“控制面板”可隐藏以便放大图像。需要时再调出。 套 1 5 电流电压组合传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：电压；-15V～+15V，分辨率：0.006V； 电流: -3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 个 10 6 温度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 个 10 7 压强传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 个 10 8 湿度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100 RH%，分辨率：1% 个 10 9 电导率传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～30000μs/cm，分辨率：0.1μs/cm 个 10 10 PH传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～14PH，分辨率：0.01pH 个 10 11 二氧化碳传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～5000ppm，分辨率：0.11ppm 个 10 12 溶氧传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～20mg/L，分辨率：0.01 mg/L 0~20mg/l 个 10 13 气中氧传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100%，分辨率：0.1% 个 10 14 浊度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0~200ntu，分辨率：0.05 ntu 个 10 15 色度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100%透射率，分辨率：0.1%透射率 个 10 16 ***传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～20ppm，分辨率：0.1ppm 个 10 17 氧还原传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-1999mv～+1999mv, 分辨率：1mv 个 10 18 高温传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-200～1000℃，分辨率：0.7℃ 个 10 19 传感器附件 电源1个，USB连接线3根，使用指导书1本，铝合金传感器专用包装箱1只 套 10   中学化学数字化探究实验室建设方案 配置清单10套(教师1套，学生9套，6人/组，54人) 序号 名称 规格与性能要求 单位 数量 一基础设备 1 教师演示台 1、规格：2400mm×700mm×900mm、 张 1 2 学生实验台 1、六边形，桌面配电 张 9 3 学生凳 与学生实验台配套 个 54 4 计算机 PC电脑 台 10 二、实验仪器 1 数字化实验考试系统 中学化学实验操作考试系统与数字化实验系统配套。系统基于C/S结构，适用于WinXP、Win2000、Win7等操作系统,分为数据库服务器端、教师管理端和学生考试端。系统主要包括***管理、教师信息管理、***资源管理 套 1 2 传感器蓝牙模块 可插入任何传感器模块,将测量数据通过蓝牙传入计算机，实现实时无线实验。 套 10 3 数据*** 数据***与计算机之间、数据***与传感器之间均采用USB接口，四通道传感器接口，即插即用。 套 10 4 分析处理软件 1．自动生成实验报告，方便学生编辑和提交实验报告，包括实验数据和图像等。 2．实验数据和图像分别可以保存，自动生成实验课件，支持课件的回放。 3．图像点对应数据点可以实现闪动，便于观察。 4．可同时保存在同一次实验过程中因改变不同实验条件而产生的多张数据表格和多个实验图象，便于比较。 5．软件分为专用软件和通用软件，专用软件操作简捷，***突出，直观性强，通用软件功能强大，适合探究式学习，支持教师和学生自主搭建实验，鼓励学生动手实践，支持多传感器组合实验。 6．多种形式实验结果——窗口可切换为数字、指针和波形等模式显示； 7、同一传感器可以波形-数字、波形-仪表、波形-波形等同步组合多模显示，大大方提高了实验现象的观察效果。可同时显示接入的多种变量，也可将某一变量放大单一显示。可对任一接入的变量实现数据、表格、图像的并行或单一显示。 8、任何一种传感器可自动在组合图线和计算表格中生成变量，方便数据的采集、导入以及其他处理。 ９、数据记录：数据以自动记录、点击记录、外部调入等方式导入表格，传感器对应的变量在表格中自动生成。 10、可将数据导入到EXCEL表格等软件进行其他处理，也可直接将数据保存，方便下次调用。可以在计算表格中可直接新建文档，不必关闭软件。 11、公式及变量：可通过运算编辑窗口将公式手动输入或从公式库输入到表格并自动生成***的记录单元；变量可手动输入或自动生成，可输入变量和恒量；可自行编辑公式保存到模板，方便下次调用。 12、数据计算： 支持常规四则运算，支持对数、指数、三角函数、反三角函数等运算。 13、坐标绘图——可自动生成二维平面坐标系，根据实验需要可自定义X轴和Y轴变量，可在标系中绘出变量-时间、变量-变量等实验图像，亦可在同一坐标系内重复绘制多组实验图像以方便比较。 14、图线处理——基本功能：图像可整体放大、缩小，也可单轴拉伸、压缩、平移，可选择单一图线进行综合处理，任何一条图线均可被锁定-***、隐藏-显示，实验数据可单点显示，也可图线显示，也可图线-单点组合显示，也可以脚标方式实时显示数据点坐标值。可对图像以X轴镜像显示，也可暂态显示，可调图线的线型，可整体移动图像，也可框选并直接显示框选范围在X轴和Y轴的截距。 15、可整体***实验界面道图像编辑器、可将实验界面直接保存为图像。 16、对光电门的多种记录模式实现软件控制（硬件中内置的可实现硬件控制）。 17、可打印和保存实验数据、实验图像； 18、操作功能按钮集中在“控制面板”，为老师熟悉软件提供方便，“控制面板”可隐藏以便放大图像。需要时再调出。 套 1 5 电流电压组合传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：电压；-15V～+15V，分辨率：0.006V； 电流: -3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 个 10 6 温度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 个 10 7 压强传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 个 10 8 湿度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100 RH%，分辨率：1% 个 10 9 电导率传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～30000μs/cm，分辨率：0.1μs/cm 个 10 10 PH传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～14PH，分辨率：0.01pH 个 10 11 二氧化碳传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～5000ppm，分辨率：0.11ppm 个 10 12 溶氧传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～20mg/L，分辨率：0.01 mg/L 0~20mg/l 个 10 13 气中氧传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100%，分辨率：0.1% 个 10 14 浊度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0~200ntu，分辨率：0.05 ntu 个 10 15 色度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100%透射率，分辨率：0.1%透射率 个 10 16 ***传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～20ppm，分辨率：0.1ppm 个 10 17 氧还原传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-1999mv～+1999mv, 分辨率：1mv 个 10 18 高温传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-200～1000℃，分辨率：0.7℃ 个 10 19 传感器附件 电源1个，USB连接线3根，使用指导书1本，铝合金传感器专用包装箱1只 套 10    

本书概述了三维激光扫描技术的概念与原理,分类与特点,研究现状与应用领域,阐述了点云数据的获取方法与精度分析,简要介绍数据处理的主要流程与基于点云的三维建模方法等.

本成果提出了废旧混凝土大尺度块体循环利用的思想；建立了再生混合混凝土以及高强化再生混合混凝土的非线性强度预测公式及考虑内、外双尺寸效应的再生混合混凝土强度预测公式；提出了再生混合混凝土基本徐变的预测方法；沉淀形成了再生混合混凝土从理论到实践验证的完整体系，编制了相关标准，为废旧混凝土的高效循环利用开辟了一条新路。若我国废旧混凝土的1/4采用再生块体混凝土技术进行循环利用，每年可减少水泥和天然砂石用量分别约750万吨和3750万吨，降低CO2排放约620万吨，节省商品混凝土费用约65亿元，社会经济效益显著。本成果已在广东、福建、贵州等地的多项实际工程中成功应用。获得了全国发明展览会金奖及2016年度高等学校科学研究科技进步一等奖。

项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等 项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理 论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结 构技术。项目的主要创新性技术内容如下：1.创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结 构节点复杂等系列技术难题。2.建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件 设计技术。3.建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技 术。4.建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提 出了节点设计技术。5.建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，

(2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科技进步奖)一等奖) 成果简介： 随着国民经济的快速发展，我国进行了世界上最大规模的土木工程建设，其 中钢一混凝土组合结构在高层、大跨、重载结构中得到广泛应用，发展钢一混凝 土组合结构是结构工程领域未来发展的重要趋势。但传统的钢管混凝土和型钢混 凝土结构存在节点复杂、施工困难、高强钢材和高强混凝土难以应用等问题；除 此之外，传统的钢管混凝土构件耐火极限偏低，防火成本高，传统的型钢混凝土 构件存在抗震性能不足等问题；这些长期无法解决的问题阻碍了钢管混凝土和型 钢混凝土结构在工程中的进一步广泛应用。 针对这些问题，项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等 项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理 论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结 构技术。项目的主要创新性技术内容如下： 创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结 构节点复杂等系列技术难题。 建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件 设计技术。 建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技 术。 建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提 出了节点设计技术。 建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，提出了结构体系抗震设计技术。

超高韧性混凝土（UHTCC） 硬化后具有显著的应变硬化特征，在拉伸荷载作用下可产生多条细密裂缝，极限裂缝宽度小于0.1mm，极限拉应变可稳定地达到3％以上。该材料的极限拉应变是混凝土拉应变 (0.01%)的300倍以上，钢筋屈服应变 (0.15%) 的20倍以上。采用UHTCC永久性模板-结构一体化设计方法，在模板设计过程中，使用模板的连接件和面板来分散混凝土主体结构上的裂缝，借助UHTCC材料的裂缝无害化分散能力将混凝土结构可能产生的裂缝分散成宽度小于0.1mm的无害裂缝，通过这样的方法可以有效控制大体积混凝土表面的裂缝，从而提升其耐久性

PET是典型的半结晶型高分子，兼具优异的热稳定性和良好的机械性能，并且因其可降解成单体易于化学回收可作为绿色环保高分子材料，被广泛应用于纤维、薄膜、包装瓶等领域。同时PET是最便宜的工程塑料，具有巨大的市场潜力。研究表明，离聚物与PET的相容性较好，能够有效分散于PET基体中；尤其是嵌段离聚物形成的微相区域不仅为高分子链结晶提供了界面而且还可以增大晶核尺寸，使晶核快速增大到临界尺寸并突破能量位垒，从而促进晶体的生长。

成果与项目的背景及主要用途： 大型工程活动的安全关系着人类生命安全和社会经济活动，桥梁、隧道、建 筑物的结构失稳、崩塌、火灾等事故应做到及早预测与警报。光纤传感系统作为 智能结构的神经网络，可为人们获知结构内部工作状态信息提供有力工具，用来 测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。天津大学科技成果选编 技术创新： 光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积 小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。 光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。 基于 DSP 技术，可实现波长解调速度 200KHZ、智能分析、智能判断和实时传 输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。 研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的 影响。 技术水平及专利与获奖情况： 专利：“光纤 Bragg 光栅传感解调装置及解调方法” 200510014877.7 应用前景分析及效益预测： 光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性 和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内 部应力、应变检测。已与中国计量科学研究院、国家防爆电气产品质量监督检验 中心等多家机构合作，成功在石油、电力、桥梁、隧道等多个领域，实现 400 多个项目的应用。 应用领域：石化系统、电力系统、隧道监测、桥梁监测、大型结构监测等 合作方式：合作开发